(57)【要約】【課題】  複数の工具を固定したインデックステーブルをそれぞれの割り出し角度に精度よく固定する。【解決手段】  ベース３と、ベース３に対して回転可能に支持され、複数の工具４を搭載するインデックステーブル５と、インデックステーブル５を回転駆動する駆動装置６と、インデックステーブル５の回転をベース３に対して固定するクランプ機構２とを備え、該クランプ機構２が、インデックステーブル５の円筒状の外周面５ａに、周方向に等間隔をあけて少なくとも３方向から半径方向内方に向けて同時に押し付けられるクランプ部材２０を備えるインデックス装置１を提供する。【選択図】      図１
2006218591.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ベースと、
該ベースに対して回転可能に支持され、複数の工具を搭載するインデックステーブルと、
該インデックステーブルを回転駆動する駆動装置と、
前記インデックステーブルの回転をベースに対して固定するクランプ機構とを備え、
該クランプ機構が、インデックステーブルの円筒状の外周面に、周方向に等間隔をあけて少なくとも３方向から半径方向内方に向けて同時に押し付けられるクランプ部材を備えるインデックス装置。
【請求項２】
前記クランプ機構が、前記クランプ部材を固定し弾性変形可能なダイヤフラム部と、該ダイヤフラム部を弾性変形させるアクチュエータとを備えるダイヤフラムチャックからなる請求項１に記載のインデックス装置。
【請求項３】
前記クランプ部材が、前記インデックステーブルの外周面に微小隙間をあけて嵌合されるリング状部材に、周方向に等間隔をあけて放射状に形成されたスリットにより、区画形成されている請求項２に記載のインデックス装置。
【請求項４】
前記ダイヤフラム部が、リング板状に形成されるとともに、その半径方向外側が弾性変形可能に設けられ、
前記アクチュエータが、ダイヤフラム部をほぼ全周にわたって押圧可能なリング状のピストンを備えている請求項３に記載のインデックス装置。
【請求項５】
複数の工具を搭載して回転可能に設けられたインデックステーブルの円筒状の外周面に、周方向に等間隔をあけて少なくとも３方向から半径方向内方に向けて同時に押し付けられるクランプ部材を備えるインデックス装置のクランプ機構。
【請求項６】
前記クランプ部材を固定し弾性変形可能なダイヤフラム部と、該ダイヤフラム部を弾性変形させるアクチュエータとを備えるダイヤフラムチャックからなる請求項５に記載のインデックス装置のクランプ機構。
【請求項７】
前記クランプ部材が、前記インデックステーブルの外周面に微小隙間をあけて嵌合されるリング状部材に、周方向に等間隔をあけて放射状に形成されたスリットにより、区画形成されている請求項６に記載のインデックス装置のクランプ機構。
【請求項８】
前記ダイヤフラム部が、リング板状に形成されるとともに、その半径方向外側が弾性変形可能に設けられ、
前記アクチュエータが、ダイヤフラム部をほぼ全周にわたって押圧可能なリング状のピストンを備えている請求項７に記載のインデックス装置のクランプ機構。
【請求項９】
請求項１から請求項４のいずれかに記載のインデックス装置を備え、該インデックス装置に搭載された工具を所定の割り出し角度に固定して被加工物を加工する工作機械。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、インデックス装置、クランプ機構および工作機械に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、複数の工具を搭載したインデックステーブルを備え、必要に応じて、被加工物に対して工具を割り出し角度に固定するインデックス装置および、該インデックス装置を備え、被加工物を加工する工作機械が知られている。このような工作機械においては、インデックステーブルを所定の割り出し角度に固定するクランプ機構として、インデックステーブルに固定され、回転軸線回りに半径方向全周にわたって延びる薄板状のディスクと、該ディスクを回転軸線方向に挟む押圧部材とを備えるものが採用されている（例えば、特許文献１、２参照。）。
【特許文献１】特開平８−２９４８３５号公報
【特許文献２】特開２００４−７４３２８号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
しかしながら、このように薄板状のディスクを回転軸線に沿う方向に挟むことによってインデックステーブルを固定するクランプ機構には以下の問題点がある。
まず第１に、ディスクを軸線方向に挟む上記クランプ機構においては、押圧部材によって挟まれたときにディスクに軸線方向に向かう力が作用する場合がある。このような場合、ディスクが固定されているインデックステーブルにも軸線方向に向かう力が作用し、その結果、インデックステーブルに搭載されている工具の刃先が軸線方向に変動してしまう不都合がある。
【０００４】
第２に、薄板状のディスクは平坦度を出しにくく、また、効果的なクランプを行うためには、ディスクの外径寸法を大きく確保する必要がある。このため、ディスクの外周縁は回転軸線に沿う方向に振れる。このように軸線方向に振れるディスクを軸線方向に挟んで固定するクランプ機構では、ディスクが押圧部材によって挟まれる際に、ディスクに軸線方向にかかる力が変動する。したがって、インデックステーブル上の工具の刃先もその取り付け位置に応じて軸線方向の位置が変動してしまう。
したがって、被加工物を精度よく加工することができないという問題がある。
【０００５】
本発明は上述した事情に鑑みてなされたものであって、複数の工具を固定したインデックステーブルをそれぞれの割り出し角度に精度よく固定することができるインデックス装置、クランプ機構および工作機械を提供することを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記目的を達成するために、本発明は以下の手段を提供する。
本発明は、ベースと、該ベースに対して回転可能に支持され、複数の工具を搭載するインデックステーブルと、該インデックステーブルを回転駆動する駆動装置と、前記インデックステーブルの回転をベースに対して固定するクランプ機構とを備え、該クランプ機構が、インデックステーブルの円筒状の外周面に、周方向に等間隔をあけて少なくとも３方向から半径方向内方に向けて同時に押し付けられるクランプ部材を備えるインデックス装置を提供する。
【０００７】
本発明によれば、駆動装置の作動によりベースに対してインデックステーブルが回転駆動され、クランプ機構の作動によりインデックステーブルに搭載されている工具が、所定の割り出し角度でベースに対して固定される。クランプ機構は、インデックステーブルの外周面にクランプ部材を半径方向内方に向けて押し付けることによりインデックステーブルの回転をベースに対して固定する。したがって、クランプ動作時にインデックステーブルに軸線方向に沿う力が作用せず、その結果、工具の先端が軸線方向に変動することがない。加えて、周方向に等間隔をあけた少なくとも３つのクランプ部材が、インデックステーブルの外周面に同時に押し付けられるので、半径方向に加えられる押圧力が周方向に均等に配分され、インデックステーブルが半径方向に変位することも防止される。その結果、インデックステーブルに搭載されている工具を所定の割り出し角度に精度よく固定することが可能となる。
【０００８】
上記発明においては、前記クランプ機構が、前記クランプ部材を固定し弾性変形可能なダイヤフラム部と、該ダイヤフラム部を弾性変形させるアクチュエータとを備えるダイヤフラムチャックからなることが好ましい。
このように構成することで、アクチュエータの作動によりダイヤフラム部が弾性変形し、その弾性変形によってクランプ部材が同時にインデックステーブルの外周面に押し付けられる。したがって、クランプ機構をダイヤフラムチャックにより構成することで、簡易に、かつ、精度よくインデックステーブルをベースに対して固定することができる。
【０００９】
また、上記発明においては、前記クランプ部材が、前記インデックステーブルの外周面に微小隙間をあけて嵌合されるリング状部材に、周方向に等間隔をあけて放射状に形成されたスリットにより、区画形成されていることとしてもよい。
ダイヤフラムチャックにおいては、同時に半径方向に変位する複数のクランプ部材を備える必要がある。このように構成することで、スリットにより区画された複数のクランプ部材を周方向に等間隔をあけて、しかも一体的に形成することができる。したがって、クランプ部材相互間の位置決め作業が不要となり、また、複数のクランプ部材を一体として取り扱えるので、組立時の取扱性も改善されることになる。
【００１０】
また、上記発明においては、前記ダイヤフラム部が、リング板状に形成されるとともに、その半径方向外側が弾性変形可能に設けられ、前記アクチュエータが、ダイヤフラム部をほぼ全周にわたって押圧可能なリング状のピストンを備えていることとしてもよい。
このようにすることで、アクチュエータを構成するリング状のピストンの作動により、リング板状に形成されたダイヤフラム部が、ほぼ周方向の全周にわたって押圧される。その結果、周方向に等間隔をあけて配列された複数のクランプ部材を同時に半径方向に変位させることができる。
【００１１】
また、本発明は、複数の工具を搭載して回転可能に設けられたインデックステーブルの円筒状の外周面に、周方向に等間隔をあけて少なくとも３方向から半径方向内方に向けて同時に押し付けられるクランプ部材を備えるインデックス装置のクランプ機構を提供する。
本発明によれば、クランプ動作時にインデックステーブルに軸線方向に沿う力が作用せず、その結果、工具の先端が軸線方向に変動することがない。加えて、クランプ部材によりインデックステーブルの外周面に半径方向に加えられる押圧力が周方向に均等に配分され、インデックステーブルが半径方向に変位することも防止される。その結果、インデックステーブルに搭載されている工具を所定の割り出し角度に精度よく固定することが可能となる。
【００１２】
上記発明においては、前記クランプ部材を固定し弾性変形可能なダイヤフラム部と、該ダイヤフラム部を弾性変形させるアクチュエータとを備えるダイヤフラムチャックからなることとしてもよい。
アクチュエータの作動によりダイヤフラム部が弾性変形し、その弾性変形によってクランプ部材が同時にインデックステーブルの外周面に押し付けられる。したがって、クランプ機構をダイヤフラムチャックにより構成することで、簡易に、かつ、精度よくインデックステーブルを固定することができる。
【００１３】
また、上記発明においては、前記クランプ部材が、前記インデックステーブルの外周面に微小隙間をあけて嵌合されるリング状部材に、周方向に等間隔をあけて放射状に形成されたスリットにより、区画形成されていることとしてもよい。
このように構成することで、スリットにより区画された複数のクランプ部材を周方向に等間隔をあけて、しかも一体的に形成することができる。したがって、クランプ部材相互間の位置決め作業が不要となり、また、複数のクランプ部材を一体として取り扱えるので、組立時の取扱性も改善されることになる。
【００１４】
さらに、上記発明においては、前記ダイヤフラム部が、リング板状に形成されるとともに、その半径方向外側が弾性変形可能に設けられ、前記アクチュエータが、ダイヤフラム部をほぼ全周にわたって押圧可能なリング状のピストンを備えていることとしてもよい。
このようにすることで、アクチュエータを構成するリング状のピストンの作動により、リング板状に形成されたダイヤフラム部が、ほぼ周方向の全周にわたって押圧される。その結果、周方向に等間隔をあけて配列された複数のクランプ部材を同時に半径方向に変位させることができる。
【００１５】
また、本発明は、上記いずれかのインデックス装置を備え、該インデックス装置に搭載された工具を所定の割り出し角度に固定して被加工物を加工する工作機械を提供する。
本発明によれば、インデックス装置の作動により、インデックステーブル上に搭載された工具を軸方向および半径方向に変位させることなくベースに対して所定の割り出し角度に固定できるので、被加工物を精度よく加工することができる。
【発明の効果】
【００１６】
本発明によれば、複数の工具を固定したインデックステーブルを半径方向に押圧して固定することで、工具の回転軸線方向に沿う変位を防止し、また、等間隔をあけた少なくとも３方向から半径方向に押圧することで、工具の半径方向への変位をも防止し、それぞれの割り出し角度に精度よく固定することができるという効果を奏する。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１７】
以下、本発明の一実施形態に係るインデックス装置１、クランプ機構２および工作機械について、図１〜図３を参照して以下に説明する。
本実施形態に係るインデックス装置１は、図１に示されるように、ベース３と、ベース３に対して水平軸線回りに回転可能に支持され、複数の工具４を搭載するインデックステーブル５と、該インデックステーブル５を回転駆動するモータ（駆動装置）６および減速機７と、ベース３に対してインデックステーブル５を所定の割り出し角度で固定するクランプ機構２とを備えている。また、本実施形態のインデックス装置１を備える工作機械としては、例えば、被加工物を高速回転させる図示しない主軸スピンドル装置を有する旋盤を挙げることができる。
【００１８】
上記ベース３は、図示しないＸＹステージに固定され、水平方向の任意の位置に移動可能に設けられている。
前記インデックステーブル５には、その周方向に等間隔をあけて、複数、例えば、１２個の工具４が、それらの刃先をインデックステーブル５から水平方向の延びるように片持ち梁状に固定されている。インデックステーブル５には、円筒面状の外周面５ａが備えられている。該外周面５ａには、後述するクランプ部材が接触させられるようになっている。
【００１９】
前記クランプ機構２は、図１に示されるように、ベース３に固定された円環状の本体ブラケット８と、該本体ブラケット８の厚さ方向の一端面側に形成された円環状の周溝９と、該周溝９内に本体ブラケット８の厚さ方向、すなわち、インデックステーブル５の回転軸線方向に移動可能に収容される円環状のピストン１０と、前記本体ブラケット８に固定され、前記ピストン１０が当接する位置に配置される略リング板状のダイヤフラム１１と、該ダイヤフラム１１の外周面に嵌合するリング状部材１２とを備える、いわゆるダイヤフラムチャックにより構成されている。図中符号１３は、クランプ機構２を覆うカバーである。
【００２０】
本体ブラケット８の周溝９の側壁とピストン１０の内周面および外周面との間には、Ｏリング１４が配置され、両者間の隙間が密封されている。また、本体ブラケット８には、周溝９に連通する貫通孔１５が設けられ、該貫通孔１５には加圧空気を供給可能な空気圧チューブ１６が接続されている。空気圧チューブ１６から空気圧が供給されると、ピストン１０およびＯリング１４によって閉塞された周溝９内の空間の空気圧が上昇し、それによってピストン１０が周溝９内から本体ブラケット８の外側に突出する方向に付勢されるようになっている。貫通孔１５および空気圧チューブ１６は、周溝９の周方向に間隔をあけて複数設けられていることが好ましい。これにより、周溝９内のピストン１０が全周にわたって同時に突出する方向に付勢され、こじりなく突出させられるようになる。
【００２１】
前記ダイヤフラム１１は、その半径方向の内側に、肉厚を薄く形成して弾性変形し易く構成された薄肉部１１ａを備えている。そして、薄肉部１１ａよりも半径方向内側部分１１ｂを本体ブラケット８に固定することで、薄肉部１１ａよりも半径方向外側部分１１ｃを本体ブラケット８に対して軸方向に近接・離間する方向に変位させることができるようになっている。
また、ダイヤフラム１１は、本体ブラケット８に固定された状態において、その薄肉部１１ａよりも半径方向外側部分１１ｃがピストン１０に当接する位置に配置されるようになっている。
【００２２】
前記リング状部材１２は、リング板状に形成されたクランプ部１７と、該クランプ部１７の外周側に設けられた嵌合部１８とを備えている。クランプ部１７には、図２に示されるように、板厚方向に沿って形成され、半径方向に延びるスリット１９が周方向に等間隔をおいて複数、例えば、図２に示される例では、１２本設けられている。スリット１９は、クランプ部１７を複数のクランプ部材２０に区画するように、嵌合部１８の途中位置まで形成されている。嵌合部１８は、前記ダイヤフラム１１の外周面に嵌合し、ダイヤフラム１１に対してリング状部材１２のクランプ部材２０を半径方向に位置決めするとともに、スリット１９によって区画形成された複数のクランプ部材２０を一体的に連結している。
【００２３】
クランプ部材２０は、１２本のスリット１９によって相互に切り離されることにより、１２個区画形成され、それぞれ円弧状に形成されている。各クランプ部材２０の内周面は、ダイヤフラム１１の薄肉部１１ａが弾性変形していない状態においては、上記インデックステーブル５の外周面５ａに対し、半径方向に微小隙間をあけて配置され、ダイヤフラム１１の薄肉部１１ａが弾性変形させられると、インデックステーブル５の外周面５ａに押し付けられて、半径方向内方に向かう力を加えるようになっている。
【００２４】
このように構成された本実施形態に係るインデックス装置１、クランプ機構２および工作機械の作用について以下に説明する。
本実施形態に係るインデックス装置１を用いて、インデックステーブル５に搭載された複数の工具４の内から、使用する工具４を正確な割り出し角度に設定するには、モータ６および減速機７を駆動してインデックステーブル５を回転させる。そして、モータ６の回転位置制御により、使用する工具４が使用位置に位置決めされた状態で、クランプ機構２を作動させ、工具４をその使用位置に固定する。
【００２５】
クランプ機構２を作動させるには、空気圧チューブ１６を介して、本体ブラケット８に設けた周溝９内に加圧空気を供給する。周溝９内にはピストン１０が配置され、周溝９の側壁との隙間がＯリング１４によって密封されているので、ピストン１０が周溝９内から本体ブラケット８の外部に突出する方向に移動させられる。
【００２６】
ピストン１０の先端にはダイヤフラム１１の薄肉部１１ａよりも半径方向外側部分１１ｃが配置されているので、ピストン１０が突出させられるとその先端がダイヤフラム１１の半径方向外側部分１１ｃを押圧し、薄肉部１１ａが弾性変形させられる。そして、薄肉部１１ａが弾性変形させられることにより、該薄肉部１１ａを支点としてダイヤフラム１１の半径方向外側部分１１ｃが回転軸線に向かって倒れるように変位させられる結果、半径方向外側部分１１ｃに固定されているリング状部材１２も同様に変位させられる。これにより、リング状部材１２を構成しているクランプ部材２０が、スリット１９間隔を狭めながら半径方向内方に移動させられ、インデックステーブル５の外周面５ａに接触して半径方向内方に向かう押圧力を加える。
【００２７】
この場合において、クランプ部材２０は、インデックステーブル５の外周に周方向に等間隔をけて複数配置されており、また、ピストン１０が、ダイヤフラム１１に全周にわたって押圧するので、全てのクランプ部材２０が同時にインデックステーブル５の外周面５ａを同一の押圧力で押圧する。したがって、インデックステーブル５は、その半径方向内方に向かう均一な力で全周から押圧されることにより、クランプ動作によって半径方向の位置ずれを生ずることなく固定される。また、クランプ動作時に、インデックステーブル５に対して回転軸線に沿う方向の力が付与されないので、回転軸線に沿う方向にも位置ずれすることなく固定される。そして、インデックステーブル５は、その外周面５ａとクランプ部材２０の内周面との摩擦力によってベース３に対して、周方向に回転しないように固定されることになる。
【００２８】
このように構成された本実施形態に係るインデックス装置１によれば、ベース３に対してインデックステーブル５を回転軸線方向および半径方向のいずれにも位置ずれすることなく固定できる。したがって、任意の工具４を所定の割り出し角度に精度よく固定することができる。また、本実施形態に係る工作機械によれば、上記インデックス装置１により精度よく位置決め固定された工具４により被加工物を加工できるので、加工精度を向上することができるという利点がある。
【００２９】
また、ダイヤフラムチャックからなるクランプ機構２を採用することにより、アクチュエータであるピストン１０を半径方向に沿って配置する必要がなく、インデックステーブル５の外周面５ａ周りの寸法を低減することができる。
また、クランプ機構２がリング状のピストン１０を備えることにより、複数のクランプ部材２０を、簡易に、同時かつ等しい変位量で変位させることができる。
また、複数のクランプ部材２０を嵌合部１８によって一体的なリング状部材１２としているので、嵌合部１８をダイヤフラム１１に嵌合させるだけで全てのクランプ部材２０を半径方向および周方向に位置決めでき、取扱性および組立性を高めることができる。
【００３０】
なお、本実施形態に係るインデックス装置１およびクランプ機構２においては、工具４の数およびクランプ部材２０の数を１２個とした例について説明したが、これに限定されるものではない。クランプ部材２０については、インデックステーブル５の外周面５ａに対して周方向に等間隔をあけて３個以上配置されていればよい。
【図面の簡単な説明】
【００３１】
【図１】本発明の一実施形態に係るインデックス装置およびクランプ機構を示す一部を破断した縦断面図である。
【図２】図１のインデックス装置をインデックステーブル側からみた側面図である。
【図３】図１のインデックス装置の平面図である。
【符号の説明】
【００３２】
１  インデックス装置
２  クランプ機構
３  ベース
４  工具
５  インデックステーブル
５ａ  外周面
６  モータ（駆動装置）
１０  ピストン（アクチュエータ）
１１  ダイヤフラム（ダイヤフラム部）
１２  リング状部材
１９  スリット
２０  クランプ部材
【図１】
2006218591.tif 000003
【図２】
2006218591.tif 000004
【図３】
2006218591.tif 000005